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Thème 1 – La Terre dans l’Univers, la vie et l’évolution du vivant : une planète habitée Séance 1 : les conditions de la vie : une particularité de la Terre ? Capacités : exploiter un logiciel, exploiter des documents, réaliser un graphique, réaliser un calcul. Introduction : les objets du système solaire (en commun). 1- Utiliser le logiciel Planète 3D pour compléter les données manquantes dans le tableau ci-dessous. Planètes Caractéristiques Dist. /soleil (106 km) Mercure 58 108 1430 2870 4500 Diamètre équatorial (km) 4 900 12 100 120 000 51 000 49 900 Masse volumique (g.cm-3) Composition chimique Nb de satellites Atmosphère Pression atmosphérique au sol (hPa) Composition chimique de l’atmosphère (%) Températures au sol (°C) Eau et états Présence de vie en surface Catégorie Vénus Terre Mars Jupiter Saturne Uranus Neptune 5,4 5,3 0,7 1,3 1,6 Roches Noyau (fer nickel) 0 Quasi inexistante Hydrogène Hélium Hydrogène Hélium Hydrogène Hélium 60 Nuages. Cyclones. 27 Nuages. Cyclones. 13 Nuages. Cyclones. Environ 0 Roches Noyau (fer nickel) 0 Epaisse opaque dense 90 000 Pas de sol Pas de sol Pas de sol H2, He, CH4 H2, He, CH4 H2, He, CH4 -170 / +400 Non CO2, N2, H2O (faible) +460 Gaz -180 -205 -220 63 1013 6 Les caractéristiques des planètes du système solaire. Sources diverses. Réact 8/16. 2- Réaliser un graphique : masse volumique = f (distance UA) des planètes ou diamètre = f (distances UA). Justifier à partir de ces deux graphiques la distinction entre planète gazeuse et rocheuse (représenter des ensembles). - Conversion des distances en km en UA : 1 UA équivaut à la distance Terre-Soleil, soit 150. 106 km. 1 chiffre après la virgule. - Echelle obligatoire : 1 cm représente 2 UA ; 1 cm représente 0,5 g.cm-3 ; 1 cm représente 10 000 km. 3- Utiliser le tableau pour compléter les caractéristiques des planètes rocheuses et gazeuses déterminées en qu2. Les particularités de la Terre. 4- Donner les caractéristiques de la Terre par rapport aux autres planètes rocheuses (exploitation du tableau). L’état physique de l’eau (liquide, solide, gazeux) dépend de la température, mais aussi de la pression. Le diagramme ci-contre permet de déterminer l’état de l’eau lorsque l’on connaît la température et la pression atmosphérique en surface. Remarque : la vapeur d’eau se forme continuellement par évaporation dès que l’eau liquide est surmontée d’une couche de gaz, même si la température n’atteint pas le point d’ébullition. 5- Utiliser les données du tableau pour placer Mars et la Terre dans le graphique (segment à tracer). Conclure. L’état physique de l’eau. © SVT 2nde Bordas 2010 Note : 1000 hPa = 1000 mbar = 1 bar Quelques caractéristiques de l’atmosphère terrestre : documents 1 et 2 page 16. Gaz et proportion (%) N2 78 O2 21 Gaz rares (Argon…) 1 CO2, méthane (CH4), H2O Traces O3 Traces Rôle Composition chimique et propriétés de l’atmosphère. 6- Utiliser les informations fournies et vos connaissances pour remplir le tableau. Quelques compléments sur l’effet de serre. Le document 4 page 19 représente la zone d’habitabilité dans le système solaire. 7- Réaliser un bilan expliquant pourquoi seule la Terre se trouve dans cette zone (questions 4 et 5 et livre page 19). http://lewebpedagogique.com/bouchaud 17_2nde_vivant1.docx 1 La vie ailleurs que sur Terre ? En 1977, une mission océanographique découvrit fortuitement des êtres vivants tout à fait étonnants, associés à du volcanisme sous-marin par 2 600 m de fond sur la dorsale océanique des Galápagos. Leur découverte bouleversa nos connaissances sur la vie dans les abysses. Parmi ces animaux, un ver géant de 2 m de long attira l’attention des biologistes : Riftia pachyptila. Ce ver forme des groupes de plusieurs dizaines à plusieurs centaines d’individus, fixés sur le fond à la base des cheminées hydrothermales actives. La présence d’une telle densité biologique demeura pendant quelques années une véritable énigme. En effet, la lumière solaire pénètre seulement jusqu’à 300 ou 400 m de profondeur dans cette zone. De plus, on ne trouve qu’une faible quantité de matière organique disponible (la majorité est consommée avant de parvenir dans ces profondeurs). Des prélèvements d’échantillons de fluides hydrothermaux révélèrent la présence de fortes concentrations en hydrogène sulfuré (H2S) autour des animaux. Plus tard, les chercheurs démontrèrent l’existence de bactéries capables d’utiliser H2S à l’intérieur de ces organismes. Ces bactéries transforment le CO2 en molécules organiques en utilisant l’énergie chimique du H2S. Riftia a donc établi une coopération avec les bactéries. Notes : - Exploiter ces données en lien avec le document 2 page 20 (structure d’Europe, un des satellites de Jupiter). - Sous l’océan d’Europe, on trouve probablement un sous-sol avec une intense activité volcanique. En haut, le milieu de vie de Riftia ; en bas, une photographie du ver (voir aussi document 4 page 17). Zone d’habitabilité potentielle si on considère que certains corps ont de l’eau liquide sous une surface glacée. © http://planet-terre.enslyon.fr/planetterre/XML/db/planetterre/metadata/L OM-habitabilite-vie-systeme-solaire.xml 8- Exploiter l’intégralité des documents de la page 2 pour expliquer pourquoi il est possible de trouver des traces de vie sur d’autres corps du système solaire, et éventuellement sur des planètes extrasolaires (= en dehors du système solaire). http://lewebpedagogique.com/bouchaud 17_2nde_vivant1.docx 2
